岡底斯年波組火山巖地球化學(xué)特征

劉青枰，霍　艷，丁　楓，費(fèi)光春，李　躍，劉壽航，徐　峰，徐忠彪

（成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，成都 610059）

岡底斯年波組火山巖地球化學(xué)特征

劉青枰，霍艷，丁楓，費(fèi)光春，李躍，劉壽航，徐峰，徐忠彪

（成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，成都 610059）

本文利用巖石地球化學(xué)、巖相學(xué)方法，將西藏措勤縣出露較典型的岡底斯西段林子宗群年波組火山巖與林周盆地年波組火山巖進(jìn)行了對(duì)比。主量元素特征表明該區(qū)年波組火山巖為酸性高鉀鈣堿性-鉀玄巖系列，比林周盆地更富鉀；微量元素特征表明巖石富集Rb、K、Th等大離子親石元素，虧損Nb、Ta、Ti高場(chǎng)強(qiáng)元素，與林周盆地稍有區(qū)別；稀土元素特征表明該區(qū)Eu虧損強(qiáng)烈，與林周盆地類似；年齡數(shù)據(jù)表明該區(qū)年波組比林周盆地年波組更早。研究區(qū)屬后碰撞背景，林周盆地為弧火山巖為碰撞過渡環(huán)境，暗示印度-歐亞大陸碰撞方式為斜碰撞，且西早東晚。

巖石地球化學(xué)；火山巖；岡底斯西段；措勤縣

1 區(qū)域地質(zhì)背景

從大地構(gòu)造觀察，研究區(qū)位于雅魯藏布江縫合帶和班公湖怒江縫合帶間（圖1），其構(gòu)造線近北西西向和東西向，處于北拉薩。根據(jù)候增謙等[14]（2006）劃分的標(biāo)準(zhǔn)，該區(qū)屬于岡底斯西段。區(qū)域上，研究區(qū)主要有上石炭-下二疊統(tǒng)的地層和第四系，年波組火山巖分布面積也比較大，主要分布于研究區(qū)南部，分布有大大小小的巖體。年波組火山巖與上石碳-下二疊統(tǒng)的地層為噴發(fā)不整合接觸，巖性主要為一套中酸性火山巖及火山碎屑巖。對(duì)研究區(qū)年波組底部巖石采樣，測(cè)定的年齡為64Ma左右①。

圖3　（A）球泡狀流紋巖流紋狀構(gòu)造，斑狀結(jié)構(gòu)（單偏光）；（B）石英呈不規(guī)則狀（正交偏光）；（C）流紋巖中石英呈港灣狀、不規(guī)則狀（正交偏光）；（D）流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r微觀結(jié)構(gòu)（單偏光)；

圖4　（A）年波組火山巖TAS圖解 (據(jù)文獻(xiàn)[18]） （B）林周盆地?cái)?shù)據(jù)（據(jù)文獻(xiàn)[19]）

2 樣品采集與分析方法

在研究區(qū)（圖2）一共采取了5個(gè)較為新鮮的樣品，巖性鏡下照片如圖3。

淺紅色流紋巖：斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶主要成分為石英和堿性長(zhǎng)石，流紋狀構(gòu)造。

球泡狀流紋巖：淺灰紫紅色，斑狀結(jié)構(gòu)，斑晶礦物成分主要為鉀長(zhǎng)石和石英，含量占8%左右，粒徑0.2~1.4mm，鉀長(zhǎng)石呈板柱狀；石英呈港灣狀，六方雙錐狀，不規(guī)則狀，還可見少量黑云母等。基質(zhì)成分主要由長(zhǎng)英質(zhì)構(gòu)成，其含量占90%左右，基質(zhì)脫玻化嚴(yán)重，具霏細(xì)結(jié)構(gòu)，且無(wú)法辨別其顆粒邊界和成分。

流紋質(zhì)含火山角礫熔結(jié)凝灰?guī)r：主要呈淺灰色及淺灰紅色，具有塊狀構(gòu)造，常呈凝灰結(jié)構(gòu)或火山角礫結(jié)構(gòu)，由含量不同的流紋質(zhì)火山角礫和凝灰級(jí)巖屑、晶屑、玻屑組成，其中玻屑含量<10%，石英晶屑占20%左右，長(zhǎng)石晶屑占15%左右，其中，火山角礫含量小于60%，其大小0.5~8cm。

采集的五件樣品基本無(wú)蝕變，分析在西南冶金地質(zhì)測(cè)試中心完成，主量元素用XRF方法測(cè)定，精度優(yōu)于1%，微量元素和稀土元素用ICP-MS方法進(jìn)行測(cè)定精度優(yōu)于2%，其具體的分析流程見文獻(xiàn)[16]。

3 地球化學(xué)特征

3.1主量元素特征

將樣品燒失量，重新計(jì)算至100%，由TAS投圖結(jié)果（圖4（A））表明本研究區(qū)的巖石系列為流紋巖系列，與鏡下鑒定吻合。本研究區(qū)的樣品為亞堿性系列。SiO2含量為73.7%~82.8%，平均含量為77.1%。全堿（K2O+Na2O）平均含量為7.17%，其范圍為2.68%~8.1%；而林周盆地火山巖系列主要為亞堿性系列。但整體的全堿含量沒有措勤地區(qū)的高，由K2O-SiO2圖解（圖4（B））得出研究區(qū)巖石具有高鉀鈣堿性并有向鉀玄巖系列過渡的特征，只有一個(gè)樣品為鈣堿性系列；而林周盆地典型的剖面的巖石系列為鈣堿性向高鉀鈣堿性系列過渡。措勤地區(qū)巖石樣品的K2O的含量比林周盆地的高。綜上所述：該地區(qū)火山巖為一套高鉀鈣堿性并向鉀玄巖過渡，高鉀鈣堿性-鉀玄巖系列具有碰撞造山的特點(diǎn)[17]。

3.2微量元素地球化學(xué)特征

微量元素?cái)?shù)據(jù)分析見表（表1），措勤地區(qū)年波組火山巖的微量元素特征（圖5（A））為有一部分表現(xiàn)為虧損高場(chǎng)強(qiáng)元素（HFSE）Nb、Ta、Ti，Ba，Sr含量均有虧損，相對(duì)富集大離子親石元素（LILE）（Rb、Th、K、Ce）暗示著與俯沖作用有關(guān)。圖解具有典型的Rb谷+Ba峰，與林子宗群火山巖一致。但Ba，Sr的含量與典型的陸緣弧環(huán)境的鈣堿性火山巖相比，明顯偏低。Nb，Ta通常受控于角閃石，而Ti受控于金紅石；Nb，Ta，Ti負(fù)異常與源區(qū)殘留有角閃石，金紅石有關(guān)[23-24]，但這種異常并不一定要求是俯沖環(huán)境，碰撞環(huán)境也可產(chǎn)生。這種現(xiàn)象被解釋為巖漿作用和構(gòu)造作用的滯后性[24]。另外Nb的負(fù)異常可能說(shuō)明原生巖漿中有地殼物質(zhì)參與[7]。

表1　西藏措勤縣年波組火山巖主量元素（×10-2）、微量元素（×10-6）組成

圖5　（A）年波組火山巖微量元素原始地幔蛛網(wǎng)圖；（B）稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化分布型式圖；原始地幔標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)（據(jù)文獻(xiàn)[21]）；球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)(據(jù)文獻(xiàn)[22)）

3.3稀土元素地球化學(xué)特征

REE總量80×10-6為L(zhǎng)REE/ HREE的范圍為2.13~15.12，平均比值為8.44，LaN/YbN為0.91到17.91，平均比值為9.49；δEu介于0.06~0.63之間。具體的年波組火山巖稀土元素及其參數(shù)數(shù)據(jù)見表1。圖5（B）表明了措勤地區(qū)的年波組表現(xiàn)出較為明顯的輕重稀土分餾現(xiàn)象，且HREE內(nèi)部較為平緩，從參數(shù)特征和稀土元素分布型式圖中看出具有明顯的負(fù)Eu異常，Eu的負(fù)異常可以解釋為兩種情況：①斜長(zhǎng)石在巖漿的演化過程中分離結(jié)晶；②在源區(qū)部分熔融過程中，斜長(zhǎng)石作為難容礦物相組分殘留在源區(qū)[23，24]。然而在研究區(qū)分布有如此大面積年波組火山巖，其更有可能是部分熔融產(chǎn)生的。除個(gè)別元素外，稀土元素分布型式整體與林周盆地的大致相似。

4 討論

根據(jù)前人研究成果，藏南典型林周盆地火山巖帶有印度-歐亞大陸板塊碰撞的印記[24]，在Nb-Y、Rb-Y+Nb雙對(duì)數(shù)圖解中，本研究區(qū)樣品投圖比較分散，基本都上落在了同碰撞、板內(nèi)和火山弧的交界處，這一區(qū)域符合花崗巖后碰撞構(gòu)造環(huán)境的疊加區(qū)域[25]。而林周盆地火山巖的投圖結(jié)果均落入了火山弧區(qū)，并有著向同碰撞環(huán)境過渡的趨勢(shì)。這表明了，當(dāng)岡底斯西段年波組已經(jīng)進(jìn)入了碰撞造山的松弛期（后碰撞階段）了，而岡底斯東段年波組還處于初碰撞階段，表明印度-歐亞大陸的碰撞方式可能不是直接對(duì)撞，更有可能為斜碰撞。根據(jù)前人對(duì)岡底斯東段的年代學(xué)研究，年波組火山巖的年齡為54Ma左右[4，5]，而從研究區(qū)年波組底部采取的樣品經(jīng)過分析測(cè)試得到年齡為64Ma左右①，經(jīng)過兩段林子宗群年波組火山巖年齡對(duì)比，可能說(shuō)明印度-歐亞大陸碰撞時(shí)岡底斯的東、西段形成具有穿時(shí)性。

圖6　（A）Nb-Y構(gòu)造背景投圖[25）

圖6　（B）Rb-Nb+Y構(gòu)造背景投圖[25]

5 結(jié)論

通過以上的分析主要得到以下幾點(diǎn)結(jié)論：

1）西藏措勤地區(qū)年波組主量元素表明樣品為一套高鉀鈣堿性-鉀玄巖系列火山巖，微量元素表明這套火山巖具有明顯的碰撞造山的特點(diǎn)，稀土元素?cái)?shù)據(jù)表明本地區(qū)火山巖該地區(qū)以部分熔融為主。

2）岡底斯東、西段年波組火山巖在時(shí)間分布上具有一定的差異，西段早，東段晚。另外構(gòu)造背景投圖結(jié)果表明：兩段年波組處于不同的構(gòu)造環(huán)境，進(jìn)一步暗示著印度-歐亞板塊并不是整個(gè)板塊直接對(duì)接，更有可能是斜碰撞，且證據(jù)表明是西早東晚。

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The Petrogeochemistry of Volcanic Rock of the Nianbo Formation in Gangdis

LIU Qing-ping HUO Yan DING Feng FEI Guang-chun LI Yue

LIU Shou-hang XU Feng XU Zhong-biao
(College of Earth Sciences, Chengdu University of Technology, Chengdu 610059)

This paper deals with geochemistry of volcanic rock of the Nianbo Formation of the Linzizong Group in Coqên, West Gangdisê and correlates it with that of volcanic rock of the Nianbo Formation in the Lhünzhub basin. The study indicates that as compared with volcanic rock of the Nianbo Formation in the Lhünzhub basin, volcanic rock of the Nianbo Formation of the Linzizong Group in the West Gangdisê is richer in K, Rb and Th and depleted in Nb, Ta and Ti. Isotopic dating indicates that volcanic rock of the Nianbo Formation of the Linzizong Group in the west Gangdisê is older than that of the Nianbo Formation in the Lhünzhub basin. The west Gangdisê lay in post-collision setting, while the Lhünzhub basin lay in collision-transitional setting.

west Gangdisê; Nianbo Formation; petrogeochemistry; volcanic rock; Coqên

P632+2

A

1006-0995（2016）02-0323-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2016.02.034

2015-07-27

本項(xiàng)目由西藏1：5萬(wàn)羅倉(cāng)地區(qū)( H45E010005、H45E010006、H45E010007、H45E011007) 4 幅區(qū)域地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)1212011221067）；成都理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院資源勘查工程“國(guó)家級(jí)卓越工程師計(jì)劃”項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)14Z003-14, 13Z002-07）資助。

劉青枰（1993—），男，四川廣安人，本科在讀，資源勘查工程專業(yè)

霍艷（1978—），女，講師，研究方向：礦床地球化學(xué)及區(qū)域地質(zhì)調(diào)查